Question

（1）Ⅰ．在“互成角度的兩個(gè)力的合成”實(shí)驗(yàn)中，用兩個(gè)彈簧秤分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使它伸長到某一位置O點(diǎn)，為了確定兩個(gè)分力的大小和方向，這一步操作中必須記錄的是______
A．橡皮條固定端的位置           B．描下O點(diǎn)位置和兩條細(xì)繩套的方向
C．橡皮條伸長后的總長度         D．兩個(gè)彈簧秤的讀數(shù)
Ⅱ．做實(shí)驗(yàn)時(shí)，根據(jù)測(cè)量結(jié)果在白紙上畫出如圖1所示的圖，其中O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)．圖中的______是F₁和F₂的合力的理論值；______是F₁和F₂的合力的實(shí)際測(cè)量值．
（2）在如圖乙同種材料兩木板通過一小段圓弧連接成一個(gè)斜面和水平面部分，現(xiàn)要測(cè)量正方體小鐵塊A、B和這木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，利用了如下器材和方法：（水平部分足夠長，重力加速度為g）
Ⅰ．用 20 個(gè)等分刻度的游標(biāo)卡尺測(cè)定小鐵塊A的邊長d如圖丙，測(cè)得長度為d=______cm．
Ⅱ．光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)的常用計(jì)時(shí)器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b 分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從 a、b 間通過時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．從而可以算得物體的速度．

將斜面體置于水平桌面上，斜面頂端 P 懸掛一鉛垂線，Q 為錐尖與桌面的接觸點(diǎn)，1和 2 是固定在斜面上的兩個(gè)光電門（與之連接的電路未畫出），讓小鐵塊A由P點(diǎn)沿斜面滑下，小鐵塊通過光電門 1、2 的時(shí)間分別為△t₁、△t₂，用米尺測(cè)得 l、2 之間的距離為 L，則小鐵塊下滑過程中的加速度a=______；（用題中字母表示） 再利用米尺測(cè)出______、______，就可以測(cè)得動(dòng)摩擦因數(shù)μ₁．
Ⅲ．若再測(cè)鐵塊B和板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ₂時(shí)，光電計(jì)時(shí)器出現(xiàn)故障不能使用，現(xiàn)只利用米尺完成實(shí)驗(yàn)，若已測(cè)得PQ高為h，則只需要再測(cè)______．（要求只能再測(cè)一個(gè)物理量）
測(cè)得的動(dòng)摩擦因數(shù)μ₂=______（用已知量和測(cè)定的物理量所對(duì)應(yīng)的字母表示）

Answer 1

【答案】分析：（1）I、根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理以及實(shí)驗(yàn)?zāi)康目梢悦鞔_該實(shí)驗(yàn)需要記錄的數(shù)據(jù)；
II、該實(shí)驗(yàn)采用了“等效法”，由于實(shí)驗(yàn)誤差的存在，導(dǎo)致F₁與F₂合成的實(shí)際值與與理論值存在差別．
（2）I、游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．游標(biāo)的零刻度線超過主尺上的刻度數(shù)為主尺讀數(shù)，游標(biāo)讀數(shù)等于分度乘以對(duì)齊的根數(shù)．
II、鐵塊通過光電門的時(shí)間非常小，因此可以平均速度代替其通過的瞬時(shí)速度，據(jù)此可以求出鐵塊通過光電門時(shí)的速度大��；鐵塊做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度和位移關(guān)系式可以求出小車的加速度大小．
III、運(yùn)用動(dòng)能定理研究小鐵塊由頂端從靜止滑下，滑至水平板上的C點(diǎn)停下列出等式，結(jié)合幾何關(guān)系求解．
解答：解：（1）I、該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證力的平行四邊形定則，要根據(jù)兩個(gè)彈簧拉橡皮筋時(shí)兩個(gè)拉力的大小和方向做出平行四邊形求出其合力大小，然后與一個(gè)彈簧拉橡皮筋時(shí)的拉力大小進(jìn)行比較，最后得出結(jié)論，故需要記錄的是兩彈力的大小和方向，故AC錯(cuò)誤，BD正確．
故選BD．
本實(shí)驗(yàn)采用了“等效法”，F(xiàn)₁與F₂的合力的實(shí)際值測(cè)量值為一個(gè)彈簧拉繩套時(shí)的彈簧的彈力大小和方向，而理論值是通過平行四邊形定則得到的值．
故答案為：F，F(xiàn)′．
（2）I、游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：2cm，游標(biāo)讀數(shù)等于：0.05×4mm=0.20mm=0.020cm，所以最終讀數(shù)為：2cm+0.20cm=2.020cm，即2.0200cm．
故答案為：2.020．
II、鐵塊通過光電門1時(shí)的速度為：，通過光電門2時(shí)的速度為：，
根據(jù)速度和位移關(guān)系式：得：

小鐵塊下滑過程中受重力、支持力和摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律得：
=gsinθ-μgcosθ  θ為斜面傾角，所以有：
根據(jù)幾何知識(shí)可知：再利用米尺測(cè)出斜面的高H，斜面的長S，就可以測(cè)得動(dòng)摩擦因數(shù) μ．
故答案為：；PQ的距離h，斜面部分長s．    
（4）讓小鐵塊由頂端從靜止滑下，滑至水平板上的C點(diǎn)停下，測(cè)出頂端的高度h和小鐵塊在整個(gè)過程中的水平位移l
運(yùn)用動(dòng)能定理研究小鐵塊由頂端從靜止滑下，滑至水平板上的C點(diǎn)停下，
mgh-μmgcosθ?L-μmgL′=0-0=0，L為斜面的長度，L′為在水平面上滑行的距離．

Lcosθ為斜面在水平方向的長度，所以l=Lcosθ+L′為小鐵塊在整個(gè)過程中的水平位移．
即：
故答案為：滑塊自開始到停下的水平位移L，．
點(diǎn)評(píng)：（1）I、本題考查了“互成角度的兩個(gè)力的合成”實(shí)驗(yàn)中的基本操作，是一道考查基本實(shí)驗(yàn)操作的好題．
II、掌握實(shí)驗(yàn)原理，從多個(gè)角度來理解和分析實(shí)驗(yàn)，提高分析解決問題的能力．
（2）I、解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．
II、加深對(duì)平均速度和瞬時(shí)速度的理解，只有當(dāng)時(shí)間間隔△t趨向于零時(shí)，此時(shí)的速度可以認(rèn)為是瞬時(shí)速度，熟練應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解實(shí)驗(yàn)問題．
III、物體沿斜面下滑是一個(gè)重要的物理模型，一定要對(duì)該過程中摩擦力、彈力、重力沿斜面的分力、加速度等物理量的變化分析透徹．